Adaptive Optimal Motion Control of Uncertain Underactuated Mechatronic Systems With Actuator Constraints

欠驱动 控制理论(社会学) 李雅普诺夫函数 控制工程 机电一体化 控制器(灌溉) 计算机科学 线性化 自适应控制 工程类 控制(管理) 人工智能 非线性系统 生物 物理 量子力学 农学
作者
Tong Yang,Ning Sun,He Chen,Yongchun Fang
出处
期刊:IEEE-ASME Transactions on Mechatronics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:28 (1): 210-222 被引量:50
标识
DOI:10.1109/tmech.2022.3192002
摘要

Underactuated mechatronic systems are widely used in industrial production, where the control efforts and operation accuracy are both important aspects of performance evaluations. Hence, how to realize effective motion control, while reducing control efforts as much as possible, becomes an open problem for underactuated systems. Although some open loop approaches (e.g., trajectory planning) take energy optimization into account, they need linearization/approximation manipulations and exhibit weak robustness, which is prone to degrading practical control performance. To this end, this article proposes an adaptive tracking controller for uncertain multi-input-multi- output (MIMO) underactuated mechatronic systems, to fulfill accurate positioning/tracking control with saturated inputs and reduce control efforts as well. Particularly, by elaborately developing an auxiliary compensation term and a robust term, the proposed controller ensures asymptotic convergence of both actuated and unactuated variables. Meanwhile, the modified performance index function is approximated online and introduced into the Lyapunov function candidate to make the stability analysis process more concise . To the best of our knowledge, without the need of offline computation and the persistence of excitation (PE) condition, this article presents the first adaptive optimal controller to simultaneously achieve error elimination, control effort optimization, and actuator constraints for a class of underactuated systems. Finally, strict theoretical analysis and experimental validations show the effectiveness and robustness of the suggested controller.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
深情安青应助TOO采纳,获得30
1秒前
1秒前
小芋发布了新的文献求助10
2秒前
狗蛋完成签到,获得积分20
3秒前
发嗲的蓉发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
5秒前
小鹿5460应助刘涛采纳,获得10
5秒前
orixero应助ss采纳,获得10
5秒前
考研小白完成签到,获得积分10
6秒前
甜咸发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
heyfuan发布了新的文献求助100
7秒前
发嗲的蓉完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
ding应助Y_Y采纳,获得10
8秒前
a61完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
映海发布了新的文献求助10
10秒前
气凝前沿发布了新的文献求助10
11秒前
美丽万声完成签到,获得积分10
11秒前
蓝天应助zhaoqian采纳,获得10
11秒前
NexusExplorer应助licaiwsk采纳,获得10
11秒前
曾经的溪流完成签到,获得积分10
12秒前
酷波er应助动听泥猴桃采纳,获得10
12秒前
香蕉觅云应助乐事小黄瓜采纳,获得10
13秒前
小天才发布了新的文献求助10
13秒前
licaiwsk发布了新的文献求助10
13秒前
古娜拉黑暗之女神完成签到,获得积分10
14秒前
小巧晓夏发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
明理的蜗牛完成签到,获得积分10
14秒前
灯与鬼发布了新的文献求助10
16秒前
如意的尔竹完成签到 ,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6521895
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8315119
关于积分的说明 17788031
捐赠科研通 5624076
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2927717
邀请新用户注册赠送积分活动 1904556
关于科研通互助平台的介绍 1764673